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MULTISTEP INVERTER meetings

Patent code P120008192
Posted date Nov 2, 2012
Application number P2012-194032
Publication number P2014-050298A
Patent number P5958904
Date of filing Sep 4, 2012
Date of publication of application Mar 17, 2014
Date of registration Jul 1, 2016
Inventor
  • (In Japanese)枡川 重男
Applicant
  • (In Japanese)学校法人東京電機大学
Title MULTISTEP INVERTER meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact multistep inverter.
SOLUTION: The multistep inverter is so configured that a DC side of a main inverter INV-M for converting a DC voltage to three-phase voltages is connected to a maximum voltage point and a minimum voltage point of a constant voltage source of four different voltages, each phase output of a three-phase autotransformer T is connected to each phase AC output end of the main inverter, a secondary winding of a single phase transformer Ta is connected to a neutral point of the three-phase autotransformer, an input side of an NPC inverter INV-HF is connected to the maximum voltage point, the minimum voltage point, the second place voltage point and the fourth place voltage point of the four-voltage constant voltage source, a voltage midpoint of the four-voltage constant voltage source is connected to the neutral point of the three-phase autotransformer via the secondary winding of the single phase transformer, a primary winding of the single phase transformer is connected between the voltage midpoint N of the four-voltage constant voltage source and an output of the NPC inverter, and an output voltage of the NPC inverter is injected into the neutral point of the three-phase autotransformer.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来、マルチステップインバータとして、非特許文献1に開示された三相電圧形24ステップインバータが知られている。この従来のマルチステップインバータでは、1周期24ステップ波形とするのに、各三相変圧器の巻線を工夫して各相のユニットの出力電圧に位相差を持たせなくてはならず、スター・デルタ結線の三相変圧器を設けていた。

しかしながら、このような従来のマルチステップインバータでは、その三相出力側に三相変圧器を設けて負荷電流を流すようにしているので、巻線が大型化し、ひいてはインバータシステム全体が大型化する問題点があった。

特に、航空機に搭載してエンジンの回転で発電機を回転させ、その交流電源を電力変換して所定電圧の三相交流電力を取り出すような用途に用いる場合、マルチステップインバータの小型化が強く求められていた。例えば、数10kVaから100kVaの電力を取り出す従来のマルチステップインバータの場合、6個のスイッチング素子からなる主インバータの出力電流のピーク値は、通常の1.5倍の大きな電流が流れるが、スター・デルタ結線の三相変圧器には、通常の負荷電流が流れる。そのため、各相コイルには、この負荷電流に耐える大きな巻線を必要とするため、ひいては、マルチステップインバータの全体を大型化してしまう問題点があった。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、三相24ステップインバータのようなマルチステップインバータに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
異なる4電圧の定電圧源の最高電圧点と最低電圧点とに、直流電圧を三相電圧に変換する主インバータの直流側を接続し、
前記主インバータの各相交流出力端に、三相単巻変圧器の各相出力を接続し、
前記三相単巻変圧器の中性点に単相変圧器の二次巻線側を接続し、
前記4電圧の定電圧源の最高電圧点、最低電圧点、第2位電圧点、第4位電圧点にNPCインバータの入力側を接続し、
前記4電圧の定電圧源の電圧中位の第3電圧点を、前記単相変圧器の2次巻線を介して前記三相単巻変圧器の中性点に接続し、
前記単相変圧器の一次巻線を前記4電圧の定電圧源の電圧中位点と前記NPCインバータの出力との間に接続し、
前記NPCインバータの出力電圧を前記三相単巻変圧器の中性点に注入するようにしたことを特徴とするマルチステップインバータ。

【請求項2】
 
前記異なる4電圧の定電圧源は、直流電圧源を2組の電圧に分割する4つのコンデンサと、前記2組の電圧を調整するチョッパにて構成したことを特徴とする請求項1に記載のマルチステップインバータ。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2012194032thum.jpg
State of application right Registered
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